【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及人因設計領域，具體涉及一種基于模型的復雜系統人因設計與評估方法和系統。
技術介紹
1、高度集成的復雜系統接口眾多、參數復雜，需要人與系統不斷交互、驗證、計算，人是復雜系統關鍵的組成部分，是影響整個系統效能、安全的重要因素。現有的系統設計方法中，缺乏對人的因素的全面、有效考慮，需要研究人因設計如何融入并改善現有的系統設計方法。人與復雜系統整合的工程實踐表明，人-系統整合必須從概念設計階段開始，并持續貫穿需求、設計、分析、驗證和確認的全過程，從而最大化規避人系統整合失敗的風險。由于人因設計學科本身仍然處于發展階段，尤其是系統工程的人因設計技術研究還處于自發階段，未形成整體方法、可落地的技術思路。因此，需要開展人因設計方法研究以解決系統設計過程中人因設計流程混亂、系統設計師與人因工程師溝通不暢的問題。
2、復雜人機系統的人因分析活動跨域了系統的整個生命周期，需要考慮系統組件、用戶之間的相互作用，然而傳統的系統設計在早期設計階段并未充分考慮系統用戶，從而導致設計過程中的時間與成本損失。
3、申請號為：202311610527.1名稱為：一種復雜人機系統的人因工程設計驗證方法，該方法自戰略視角、運營視角、人因視角、資源視角以及創建目標追溯5個維度建立目標追溯模型，描述人機系統中執行人員以及系統資源的滿足性和追溯性。該方法將人因要素和硬件的運行過程看成是一個體系，通過分析目標確定人因工程的必要元素，建立各類人機協作場景，有助于避免人因事故的發生，但該評估方法在建模過程中將人因工程看作眾多視角的一部分并未
4、余陽提出了一種“系統-人員-階段”框架的3維度人因分析模型，嘗試在系統設計全生命周期中進一步完善“人-系統整合”。按階段維度劃分，每個階段實施不同的人因評估活動；按系統維度劃分，每個子系統側重不同的人因目標；按參與人員的角色維度劃分，人因工程師和設計師分析的重點不同；針對框架形成的每一評估單元，人因專家可以使用相關經驗選擇準確的人因評估方法及指標。該方法有助于人因評估方法和指標的準確選擇，為人因專家開展復雜系統人因評估提供了一個系統的思路，但將人因設計過程與人因評估過程分離，不利于系統設計師與人因設計師溝通交流。
5、目前，人因專家已經在將人因工程盡早整合到系統設計中以改善系統的綜合運營績效達成共識，但在系統周期的各個階段應用人因工程的方法還缺乏明確的指導，需要開展人因設計方法研究以解決系統設計過程中人因設計流程混亂、系統設計師與人因工程師溝通不暢的問題。
6、現有復雜系統人因設計與評估的缺點主要集中在兩方面，首先是人因工程僅被看作系統工程中一部分并未將人因工程完全貫穿于整個系統設計的全生命周期，尤其是在設計早期未充分考慮人因工程。其次是系統設計過程中人因設計與人因評估分離，造成系統設計過程中需要反復迭代，且系統設計師與人因設計師溝通交流存在語義理解障礙。
技術實現思路
1、為了解決系統設計過程中人因設計流程混亂、系統設計師與人因工程師溝通不暢的問題，本專利技術提出了一種基于模型的復雜系統人因設計與評估方法，包括：
2、基于待評估階段任務的特征從預先建立的人因設計方法庫和人因設計標準庫中選擇所述待評估階段下適用的設計方法及設計標準；
3、根據待評估階段任務的設計要求、使用情景、設計方法及設計標準利用sysml包圖建立人因設計需求模型；
4、基于所述人因設計需求模型、所述設計標準和任務操作情景構建場景序列模型；
5、基于所述場景序列模型執行人因設計方法，得到執行結果，基于所述執行結果和所述設計標準對所述人因設計方法是否適用進行評估。
6、可選地，所述基于所述人因設計需求模型、所述設計標準和任務操作情景構建場景序列模型，包括：
7、基于所述設計標準識別關鍵設計參數與人的能力參數之間的沖突；
8、由所述關鍵設計參數與人的能力之間的沖突結合所述人因設計需求模型建立兼容評估模型；
9、由所述兼容評估模型與任務操作情景間的聯系，從面向產品的功能、面向溝通渠道的功能維度，構建設計師、人因專家、產品早期設計、評估模型之間的場景序列模型。
10、可選地，所述人因設計方法庫和人因設計標準庫的建立包括：
11、獲取歷史的階段任務，以及與所述階段任務對應的人因設計方法和人因設計標準；
12、提取階段任務中的特征；
13、由所述人因設計方法構建人因設計方法集，從所述人因設計方法集中選擇滿足設定要求的人因設計方法；
14、由所述階段任務中的特征與所述滿足設定要求的人因設計方法形成人因設計方法庫；
15、由所述階段任務中的特征與人因設計標準形成人因設計標準庫。
16、可選地，所述根據待評估階段任務的設計要求、使用情景、設計方法及設計標準利用sysml包圖建立人因設計需求模型，包括：
17、根據待評估階段任務的設計要求和使用情景，確定分析對象和人機影響因素，構建分析對象與人機影響因素的關聯函數；
18、基于所述分析對象與人機影響因素的關聯函數確定人機影響因素的最佳值；
19、由所述人機影響因素的最佳值關聯人因設計標準和人因設計方法，利用sysml包圖建立人因設計需求模型。
20、可選地，還包括：通過界面定義系統設計參與者之間傳遞的信息種類。
21、再一方面本專利技術還提供了一種基于模型的復雜系統人因設計與評估系統，包括：
22、人因設計方法選擇模塊，用于基于待評估階段任務的特征從預先建立的人因設計方法庫和人因設計標準庫中選擇所述待評估階段下適用的設計方法及設計標準；
23、人因設計需求建模模塊，用于根據待評估階段任務的設計要求、使用情景、設計方法及設計標準利用sysml包圖建立人因設計需求模型；
24、人因評估行為建模模塊，用于基于所述人因設計需求模型、所述設計標準和任務操作情景構建場景序列模型，并基于所述場景序列模型執行人因設計方法，得到執行結果，基于所述執行結果和所述設計標準對所述人因設計方法是否適用進行評估。
25、可選地，所述人因評估行為建模模塊中基于所述人因設計需求模型、所述設計標準和任務操作情景構建場景序列模型的實現步驟包括：
26、基于所述任務分析識別關鍵設計參數與人的能力參數之間的沖突；
27、由所述關鍵設計參數與人的能力之間的關聯結合所述人因設計需求模型建立兼容評估模型；
28、由所述兼容評估模型與任務操作情景間的聯系，從面向產品的功能、面向溝通渠道的功能維度，構建設計師、人因專家、產品早期設計、評估模型之間的場景序列模型。
29、可選地，還包括，數據庫構建模塊，用于：
30、獲取歷史的階段任務，以及與所述階段任務對應的人因設計方法和人因設計標準；
31、提取階段任務中的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于模型的復雜系統人因設計與評估方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述人因設計需求模型、所述設計標準和任務操作情景構建場景序列模型，包括：
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述人因設計方法庫和人因設計標準庫的建立包括：
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據待評估階段任務的設計要求、使用情景、設計方法及設計標準利用SysML包圖建立人因設計需求模型，包括：
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：通過界面定義系統設計參與者之間傳遞的信息種類。
6.一種基于模型的復雜系統人因設計與評估系統，其特征在于，包括：
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述人因評估行為建模模塊中基于所述人因設計需求模型、所述設計標準和任務操作情景構建場景序列模型的實現步驟包括：
8.如權利要求6所述的系統，其特征在于，還包括，數據庫構建模塊，用于：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：至少一個處理器和存儲器；所述存儲器和處理器通過總線
10.一種可讀存儲介質，其特征在于，其上存有執行程序，所述執行程序被執行時，實現如權利要求1至5中任一項所述的一種基于模型的復雜系統人因設計與評估方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于模型的復雜系統人因設計與評估方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述人因設計需求模型、所述設計標準和任務操作情景構建場景序列模型，包括：
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述人因設計方法庫和人因設計標準庫的建立包括：
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據待評估階段任務的設計要求、使用情景、設計方法及設計標準利用sysml包圖建立人因設計需求模型，包括：
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：通過界面定義系統設計參與者之間傳遞的信息種類。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：王波，王剛，王春慧，黃守鵬，姜昌華，
申請(專利權)人：中國航天員科研訓練中心，
類型：發明
國別省市：
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